管棒法制备硫系玻璃光纤预制棒用玻璃套管的抛光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抛光方法，具体是一种管棒法制备硫系玻璃光纤预制棒用玻璃套管的抛光方法。
【背景技术】
[0002]基于硫系玻璃基质的光纤由于具有优良的中远红外透过性能，在中红外激光导能、中红外超连续谱产生、红外光纤束成像等领域有着广泛的应用。常见的硫系玻璃光纤制备工艺中，最核心的是光纤预制棒的制备。目前多组分硫系玻璃光纤预制棒的制备方法主要有管内双i甘祸法(Double-crucible)、挤压法(Extrus1n)和基于钻孔或旋转的管棒法(Rod-1n-tube，如CN87104844 A公开的用管棒法制造具有纤芯和玻璃色层的光纤的方法)。管棒法的具体做法是将纤芯玻璃和包层玻璃分别按一定尺寸要求制成纤芯棒和包层玻璃套管，并将纤芯棒插入包层玻璃套管中即得到光纤预制棒。
[0003]在管棒法制备光纤预制棒的过程中，对包层玻璃套管内壁的预先抛光处理十分关键。包层玻璃套管内壁表面的光洁度、洁净度直接影响后续光纤的质量，因玻璃套管内壁的任何疵点、划痕会使纤芯棒插入包层玻璃套管后，纤芯棒与包层玻璃套管之间产生间隙，拉制成光纤后会导致纤芯和包层之间因形成空隙而无法完全匹配。同时，包层玻璃套管内壁的污染物、划痕也会使纤芯包层分界面发生光散射，影响入射光在纤芯中的全反射传输，使入射光折射入包层中传输。因此，对管棒法制备硫系玻璃光纤预制棒用包层玻璃套管内壁的高质量的抛光是十分有必要的。
[0004]现有硫系玻璃光纤的抛光方法中，主要针对的是块状、片状硫系玻璃或光纤的抛光(如CN104589172A及CN103978418A专利)，由于管棒法制备硫系玻璃光纤预制棒用包层玻璃套管的内孔尺寸小且深度长，目前尚无对其进行有效抛光的抛光方法及抛光装置。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供一种管棒法制备硫系玻璃光纤预制棒用玻璃套管的抛光方法，该抛光方法可实现对包层玻璃套管内壁的高效率、高质量抛光。
[0006]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:管棒法制备硫系玻璃光纤预制棒用玻璃套管的抛光方法，包括以下步骤:
I)准备一抛光装置，该抛光装置包括高硬度的不锈钢圆棒、底座以及安装在所述的底座上的固定机构、清洗机构和废液回收机构，所述的清洗机构用于定时交替提供无机抛光液和有机抛光液，所述的废液回收机构用于回收抛光液，所述的不锈钢圆棒须准备四根，四根所述的不锈钢圆棒直径相同且表面均设置有滚牙纹，四根所述的不锈钢圆棒表面的滚牙纹对应的抛光度分别为200-400cw、800-1200cw、1500-2000cw、2000-2500cw，分别标记为1#不锈钢圆棒、2#不锈钢圆棒、3#不锈钢圆棒和4#不锈钢圆棒，四根所述的不锈钢圆棒的直径比待抛光的玻璃套管的内径小0.02-0.04mm ; 2)将待抛光的玻璃套管套在1#不锈钢圆棒上，再将1#不锈钢圆棒连接固定在所述的固定机构上，确保1#不锈钢圆棒处于水平状态，并将所述的废液回收机构置于1#不锈钢圆棒的下方；手持玻璃套管沿1#不锈钢圆棒来回移动并前后滚动，对玻璃套管的内壁进行初步抛光，初步抛光的时间控制在2-3min，开始抛光的同时打开所述的清洗机构，由所述的清洗机构每隔30-40S提供一次无机抛光液，每隔40-50S提供一次有机抛光液，每次添加的无机抛光液和每次添加的有机抛光液的体积比为(6-8):(2-4)；
3)将1#不锈钢圆棒连同初步抛光后的玻璃套管从所述的固定机构上取下，然后将初步抛光后的玻璃套管套在2#不锈钢圆棒上，再将2#不锈钢圆棒连接固定在所述的固定机构上，确保2#不锈钢圆棒处于水平状态；手持玻璃套管沿2#不锈钢圆棒来回移动并前后滚动，对玻璃套管的内壁进行粗磨，粗磨的时间控制在3-5min，开始粗磨的同时打开所述的清洗机构，由所述的清洗机构每隔20-30S提供一次无机抛光液，每隔30-35S提供一次有机抛光液，每次添加的无机抛光液和每次添加的有机抛光液的体积比为(5-7):(3-5);
4)将2#不锈钢圆棒连同粗磨后的玻璃套管从所述的固定机构上取下，然后将粗磨后的玻璃套管套在3#不锈钢圆棒上，再将3#不锈钢圆棒连接固定在所述的固定机构上，确保3#不锈钢圆棒处于水平状态；手持玻璃套管沿3#不锈钢圆棒来回移动并前后滚动，对玻璃套管的内壁进行细磨，细磨的时间控制在5-7min，开始细磨的同时打开所述的清洗机构，由所述的清洗机构每隔15-20S提供一次无机抛光液，每隔25-30S提供一次有机抛光液，每次添加的无机抛光液和每次添加的有机抛光液的体积比为(2-4):(6-8)；
5)将3#不锈钢圆棒连同细磨后的玻璃套管从所述的固定机构上取下，然后将细磨后的玻璃套管套在4#不锈钢圆棒上，再将4#不锈钢圆棒连接固定在所述的固定机构上，确保4#不锈钢圆棒处于水平状态；手持玻璃套管沿4#不锈钢圆棒来回移动并前后滚动，对玻璃套管的内壁进行精磨，精磨的时间控制在8-10min，开始精磨的同时打开所述的清洗机构，由所述的清洗机构每隔10-15S提供一次无机抛光液，每隔15-20S提供一次有机抛光液，每次添加的无机抛光液和每次添加的有机抛光液的体积比为(1-3): (8-10)，精磨后即得到抛光完成的玻璃套管。
[0007]在步骤2)-步骤5)中，抛光过程中取下玻璃套管，通过显微镜观察玻璃套管内壁的抛光情况，并据此相应调整抛光力度及方位，再重新装上玻璃套管继续抛光。
[0008]所述的无机抛光液为蒸馏水，所述的有机抛光液为高级抛光粉与蒸馏水的混合液。高级抛光粉与蒸馏水的混合液实质是有机溶剂，能够减小待抛光面与不锈钢圆棒之间的摩擦，使玻璃套管的内壁表面得到有效抛光。抛光过程中先后交替使用蒸馏水和高级抛光粉与蒸馏水的混合液这两种抛光液进行清洗和抛光，抛光效果最佳。
[0009]所采用的抛光装置中，所述的固定机构包括对称安装在所述的底座上的两个固定单元，所述的两个固定单元分别用于固定所述的不锈钢圆棒的两端，所述的废液回收机构设置在所述的两个固定单元之间。
[0010]所采用的抛光装置中，两个所述的固定单元的内侧各设置有一块减震垫，每块所述的减震垫环绕设置在所述的固定单元与所述的不锈钢圆棒的连接处的外围。因玻璃套管较脆，减震垫的设计，可防止操作者抛光过程中因操作不当使玻璃套管撞击到固定单元的内侧而破裂。
[0011]所述的减震垫由塑料或泡沫材质制成。由塑料或泡沫材质制成的减震垫成本低，减震效果好。
[0012]所述的两个固定单元为两个对称安装的台虎钳。台虎钳是常见的实验室装夹固定夹具，选择台虎钳作为固定单元，结构简单，通用性好，使用方便。
[0013]所采用的抛光装置中，所述的滚牙纹位于所述的不锈钢圆棒的中部。在确保抛光效果的基础上，将滚牙纹设置在不锈钢圆棒的中部，可简化不锈钢圆棒的生产工艺，降低成本。
[0014]所采用的抛光装置中，所述的清洗机构上设置有出液软管，所述的出液软管的出液角度可调。抛光过程中，调节出液软管的出液口朝向玻璃套管的内孔，可更及时、彻底地冲洗掉玻璃碎肩，确保抛光效果。所采用的抛光装置中，所述的废液回收机构包括废液桶，所述的废液桶上连接有出液导管，所述的出液导管用于将回收的无机抛光液和有机抛光液导入特定容器中，便于后续废液的集中处理。
[0015]所采用的抛光装置中，所述的不锈钢圆棒由304或304L不锈钢制成。除304或304L不锈钢外，也可选择其他高硬度材质。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明抛光方法采用特定抛光装置，对硫系玻璃光纤预制棒用玻璃套管的内壁先后进行初步抛光、粗磨、细磨和精磨；抛光时将玻璃套管套在不锈钢圆棒上，确保不锈钢圆棒处于水平状态，通过手持玻璃套管沿不锈钢圆棒来回移动并前后滚动，利用不锈钢圆棒表面设置的滚牙纹对玻璃套管内壁进行摩擦切削，不锈钢圆棒的直径比玻璃套管的内径小0.02-0.04_，可防止抛光过程中玻璃套管的内径被扩大；摩擦切削所产生的玻璃碎肩由清洗机构定时交